自锚式碳纤维拉索制造技术

本发明专利技术公开了一种自锚式碳纤维拉索，包括碳纤维索体和锚具，碳纤维索体是由单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成的具有多层碳纤维层的索体，碳纤维索体的纤维方向与碳纤维索体的长度方向相同，其中，碳纤维索体的两端形成封闭环，碳纤维索体在位于两个封闭环之间的部分为索体主体；两个锚具分别包括钢内芯、钢夹板和紧固件；两个锚具的钢内芯分别一一对应地位于两个封闭环中并与相应的封闭环的内表面贴合；两个锚具的钢夹板分别对应地设置在封闭环的外表面上；两个锚具的紧固件分别将对应的钢夹板与钢内芯紧固。本发明专利技术可以实现自锚，能有效地提高碳纤维拉索的锚固效率，结构简单且生产方便。本发明专利技术还公开了一种自锚式碳纤维拉索的加工方法。

【技术实现步骤摘要】
自锚式碳纤维拉索
本专利技术涉及碳纤维拉索结构
，尤其是涉及一种自锚式碳纤维拉索。
技术介绍
近年来，碳纤维拉索被广泛运用于大跨度桥梁、大型屋盖等结构中，而目前已有的碳纤维拉索大部分采用与钢索类似的锚固连接技术，通过表面锚固的方式实现锚固，但是碳纤维材料是一种各向异性材料，在沿纤维方向的力学性能优越，但是横向强度较弱，传统钢材的锚固方法不再适用于碳纤维材料，现有的碳纤维拉索锚具难以适用于大拉力碳纤维拉索的应用。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种自锚式碳纤维拉索，可以实现自锚，能有效地提高碳纤维拉索的锚固效率，结构简单且生产方便。根据本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索，包括：碳纤维索体，所述碳纤维索体是由单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成的具有多层碳纤维层的索体，其中，所述碳纤维索体的两端形成封闭环，所述碳纤维索体在位于两个所述封闭环之间的部分为索体主体；锚具，所述锚具有两个，两个所述锚具分别包括钢内芯、钢夹板和紧固件；两个所述锚具的所述钢内芯分别一一对应地位于两个所述封闭环中并与相应的所述封闭环的内表面贴合；两个所述锚具的所述钢夹板分别对应地设置在所述封闭环的外表面上；两个所述锚具的所述紧固件分别将对应的所述钢夹板与所述钢内芯紧固，以使所述钢夹板和所述钢内芯夹紧所述封闭环。根据专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索，将单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成碳纤维索体，通过将两个钢内芯分别设置在碳纤维索体两端的封闭环中，由此，避免了传统碳纤维锚具通过表面锚固的方式实现锚固，可以实现碳纤维拉索的自锚；此外，通过钢夹板和紧固件将两个钢内芯分别一一对应地与两个封闭环固定夹紧，以使封闭环与钢内芯之间通过钢夹板和紧固件施加预紧力，从而可以通过摩擦力将部分碳纤维中的拉力传递到钢内芯上，从而降低碳纤维索体的封闭环的应力，实现有效锚固。综上，本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索可以实现自锚，能有效地提高碳纤维拉索的锚固效率，结构简单且生产方便。根据本专利技术第一方面的一个实施例，所述碳纤维索体的纤维方向与所述碳纤维索体的长度方向相同。根据本专利技术第一方面的一个实施例，每一所述钢内芯包括圆环柱部和V形板部，所述圆环柱部的轴线与所述碳纤维索体的长度方向垂直；所述V形板部由两个斜板构成，两个所述斜板的一端端部分别与所述圆环柱部的外柱面相切且另一端端部相连，所述V形板部靠近所述索体主体且所述圆环柱部远离所述索体主体。根据本专利技术第一方面进一步的实施例，所述钢内芯的外表面与所述封闭环的内表面之间粘结固定。根据本专利技术第一方面进一步的实施例，所述钢内芯的宽度大于所述碳纤维索体的宽度。根据本专利技术第一方面再进一步的实施例，所述V形板部的两个所述斜板及相对应的所述钢夹板在所述碳纤维索体的宽度方向上靠近两外侧分别设有通孔，所述紧固件穿过所述V形板部的两个所述斜板及相对应的所述钢夹板上的通孔将相对应的所述钢夹板与所述斜板锁紧。根据本专利技术第一方面再进一步的实施例，所述紧固件为螺栓或铆钉。根据本专利技术第一方面再进一步的实施例，与每一所述斜板固定的所述钢夹板可以为一个或多个。根据本专利技术第一方面的一个实施例，与所述封闭环接触的所述钢内芯的表面及与所述封闭环接触的所述钢夹板的表面均为磨砂面。本专利技术第二方面还提出了一种自锚式碳纤维拉索的加工方法。根据本专利技术第二方面实施例的自锚式碳纤维拉索的加工方法，所述自锚式碳纤维拉索为第一方面实施例中任意一项所述的自锚式碳纤维拉索，所述加工方法包括如下步骤：将两个所述钢内芯相对间隔开地固定；将单向碳纤维预浸料沿纤维方向裁减成窄条；将所述窄条在两个所述钢内芯之间的部位开始连续铺设并顺次环绕在两个所述钢内芯上，依次层叠环绕，其中，在两个所述钢内芯之间的碳纤维层层层粘合，在所述钢内芯处的外表面上的碳纤维层层层粘合且最里层的碳纤维层粘结在所述钢内芯的外表面上；当铺设厚度到达设计厚度后，对所述铺设完成的多层碳纤维进行高温处理，高温处理的温度和时间根据所用预浸料的固化条件决定；当固化完成后，安装所述钢夹板，并用所述紧固件将对应的所述钢夹板与所述钢内芯进行紧固并施加预紧力，从而得到所述自锚式碳纤维拉索。根据本专利技术第二方面实施例的自锚式碳纤维拉索的加工方法，首先，根据实际情况确定两个钢内芯的位置，将两个钢内芯相对间隔开地固定，保证两个圆环柱部的轴线平行且在宽度方向上两侧对齐，圆环柱部的轴线与碳纤维索体的长度方向垂直；然后，将单向碳纤维预浸料沿纤维方向裁剪成窄条，单向碳纤维预浸料窄条的宽度小于钢内芯的宽度，将窄条从两个钢内芯之间的部位开始连续铺设并顺次环绕在两个钢内芯上，依次层叠环绕，碳纤维层层层粘合，在钢内芯处的外表面上的碳纤维层层层粘合且最里层的碳纤维层粘结在钢内芯的外表面上；当铺设厚度到达设计厚度后，对铺设完成的多层碳纤维进行高温处理，高温处理的温度和时间根据所用预浸料的固化条件决定；最后，当固化完成后，根据实际情况选择钢夹板的数量，将多个钢夹板分别对应地设置在封闭环的外表面上，根据实际情况选择紧固件的数量，将紧固件(例如螺栓或铆钉)分别将对应的钢夹板与钢内芯紧固并施加预紧力，根据锚具选择决定预紧力的大小，从而得到自锚式碳纤维拉索，制作方法简单，制作便捷。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索的结构示意图。图2为本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索的俯视图。图3为本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索的侧视图。图4为本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索的碳纤维索体的侧视图。图5为本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索的钢内芯的结构示意图。附图标记：自锚式碳纤维拉索1000碳纤维索体1封闭环11索体主体12锚具2钢内芯21圆环柱部211V形板部212钢夹板22紧固件23具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合图1至图5来描述本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索1000。如图1至图5所示，根据本专利技术第一方面实施例的自锚式碳纤维拉索1000，包括碳纤维索体1和锚具2，碳纤维索体1是由单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成的具有多层碳纤维层的索体，其中，碳纤维索体1的两端形成封闭环11，碳纤维索体1在位于两个封闭环11之间的部分为索体主体12；锚具2有两个，两个锚具2分别包括钢内芯21、钢夹板22和紧固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自锚式碳纤维拉索，其特征在于，包括：/n碳纤维索体，所述碳纤维索体是由单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成的具有多层碳纤维层的索体，所述碳纤维索体的纤维方向与所述碳纤维索体的长度方向相同，其中，所述碳纤维索体的两端形成封闭环，所述碳纤维索体在位于两个所述封闭环之间的部分为索体主体；/n锚具，所述锚具有两个，两个所述锚具分别包括钢内芯、钢夹板和紧固件；两个所述锚具的所述钢内芯分别一一对应地位于两个所述封闭环中并与相应的所述封闭环的内表面贴合；两个所述锚具的所述钢夹板分别对应地设置在所述封闭环的外表面上；两个所述锚具的所述紧固件分别将对应的所述钢夹板与所述钢内芯紧固，以使所述钢夹板和所述钢内芯夹紧所述封闭环。/n

【技术特征摘要】
1.一种自锚式碳纤维拉索，其特征在于，包括：
碳纤维索体，所述碳纤维索体是由单向碳纤维预浸料依次层叠环绕固化形成的具有多层碳纤维层的索体，所述碳纤维索体的纤维方向与所述碳纤维索体的长度方向相同，其中，所述碳纤维索体的两端形成封闭环，所述碳纤维索体在位于两个所述封闭环之间的部分为索体主体；
锚具，所述锚具有两个，两个所述锚具分别包括钢内芯、钢夹板和紧固件；两个所述锚具的所述钢内芯分别一一对应地位于两个所述封闭环中并与相应的所述封闭环的内表面贴合；两个所述锚具的所述钢夹板分别对应地设置在所述封闭环的外表面上；两个所述锚具的所述紧固件分别将对应的所述钢夹板与所述钢内芯紧固，以使所述钢夹板和所述钢内芯夹紧所述封闭环。


2.根据权利要求1所述的自锚式碳纤维索体，其特征在于，每一所述钢内芯包括圆环柱部和V形板部，所述圆环柱部的轴线与所述碳纤维索体的长度方向垂直；所述V形板部由两个斜板构成，两个所述斜板的一端端部分别与所述圆环柱部的外柱面相切且另一端端部相连，所述V形板部靠近所述索体主体且所述圆环柱部远离所述索体主体。


3.根据权利要求2所述的自锚式碳纤维索体，其特征在于，所述钢内芯的外表面与所述封闭环的内表面之间粘结固定。


4.根据权利要求2所述的自锚式碳纤维索体，其特征在于，所述钢内芯的宽度大于所述碳纤维索体的宽度。


5.根据权利要求3所述的自锚式碳纤维索体，其特征在于，所述V形板部的两个所述斜板及相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：林红威，艾鹏程，冯鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11